CN107815409A - 一种太阳能辅助沼气发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能辅助沼气发酵装置，属于生物质能源技术领域。本发明装置在发酵过程中，通过发酵罐内壁的温度传感器检测内部温度，太阳能加热装置吸收太阳的热量将装置内的水加热储存在集水箱，当温度传感器监测到发酵罐内的温度过低时，控制***控制高压泵将集水箱内被加热的水泵入发酵罐的加热层中，加热后的水再回到太阳能加热装置进行加热，形成循环，通过加热层使发酵罐内的温度升高，保证发酵所需温度，在发酵过程当产生结壳现象时，控制***控制电机带动搅拌器对发酵罐内的物料进行搅拌，提高发酵效率，电机通过蓄电池供电，蓄电池通过太阳能发电板供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能辅助沼气发酵装置，属于生物质能源技术领域。
背景技术
作为战略性朝阳产业的生物质能产业，近年来发展迅速。沼气作为生物质能源的
一个分支，它在改变的人们的传统的生活方式、保护环境的同时，也拉动了养殖业发展、促进了种植业的结构调整，在居民的生产、生活、生态方面都起到不可替代的作用。其以经济性和环保性等优势受到人们的极大欢迎，逐渐成为各国城乡处理有机废弃物的重要手段之一，也是利用能源、解决环境危机的重要途径之一。中国是农业大国，年产稻秸达6.4亿吨，居农作物秸秆资源拥有量首位。传统秸秆使用方式的热效率仅为10%～30%，而1kg秸秆转化为沼气燃烧的有效热值为64%。因此具有很高的实用性，这为解决环境、能源问题开辟了一条新的思路。
北方传统的发酵罐最大缺点就是装料容易出料难。传统地埋式沼气池至少每隔
两个月大换料一次，每次换料量都非常大，如何将近沼渣、沼液抽上地面是传统地埋式沼气池的困难，也是推广使用失败的关键所在。人工用吸料器抽取，劳动强度大，雇佣机器抽取，成本太高。传统池虽不允许使用秸秆类做原料但牲畜（牛、马、驴、羊）主要以植物秸秆类（玉米秸、谷秸）为饲料，而秸秆类的蜡质在牲畜胃中又很难分化降解，所以粪便在池内发酵后仍会产生结壳现象，为了破壳通常采用通过搅拌池内料液的方法。在搅拌池内料液的时候，机械搅拌花费太高，人工搅拌不仅操作环境恶劣，而且劳动强度大，操作时费时费力。鉴于以上两方面原因，很多用户拒绝使用地埋式沼气池，渐渐很多沼气池被荒废而变为废池。
沼气发酵好坏的一个评价标准为产气速度、产气数量、沼气质量。传统的地埋式发酵罐一方面由于料液面的结壳，影响了发酵菌与原料的充分混合，从而影响了其发酵的效率，另一方面，由于很多沼气池的密闭性不好，破坏了沼气发酵所需的严格的厌氧环境，使发酵菌的活性受到影响，从而影响产气量、产气速度，使用效果。发酵效率的也是沼气推广失败的关键因素。
由于传统发酵装置不受人工控制，主要以自然发酵为主，其发酵效率得不到很好的保证。由于发酵表面的结壳，阻止了沼气充入气室空间，造成池内气室少气或气室内无沼气而气室壳下原料仍在产气的现象。在沼气压力和沼气池密封不严的双重原因下，沼气从池体进、出料口排出，不但造成危险隐患同时还会使用户在使用沼气时经常出现断火现象，造成用时不够用，不用时又跑掉浪费的现象。这也是推广、使用困难的一个原因。
沼气是一种可燃性气体的混合物，它的主要成分是甲烷（甲烷含量占60-70％），其次是二氧化碳，除此以外还有少量的氮、氢、氧、一氧化碳、和硫化氢等。传统发酵池以池内的水及池壁及内表面的水泥抹面和池盖的塑料胶密封来密封，密封性达不到安全要求。由于传统发酵池需要经常进出料，不可避免的会将氧气带入池内。氧气的进入和沼气的外漏都会造成易燃易爆的隐患。
随着带带技术的进步、生化技术和生化产品的研究进展的不断加剧以及环境问题的不断加剧，对发酵罐的结构设计、搅拌效率等指标的要求也在不断地提高。在发酵罐的设计中，不但要严格按照发酵工艺的需要设计，而且还要兼顾提高发酵水平以及降低能耗。为了满足需求，发酵罐的发展逐渐向绿色、自动化的方向发展。相关的机械搅拌装置、自动控制***、余热利用技术等已也要求专业化设计和制造。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对现有的发酵罐装料容易出料难、发酵效率低、沼气不能及时供给的问题，本发明提供了一种太阳能辅助沼气发酵装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种太阳能辅助沼气发酵装置，包括发酵罐，所述的发酵罐外侧设置有加热层，加热层外侧为保温层，发酵罐底部设置有螺旋搅拌器，螺旋搅拌器与发酵罐外壁之间设置有轴套，螺旋搅拌器与电机通过带传动相连接，电机上方为蓄电池，蓄电池上方为太阳能发电板，发酵罐右侧设置有太阳能加热装置，太阳能加热装置上方为集水箱，集水箱通过进水管道和排水管道与加热层相连接，排水管道中设置有高压泵，发酵罐内壁上设置有温度传感器。
一种太阳能辅助沼气发酵装置的应用方法是：在发酵过程中，通过发酵罐内壁的温度传感器检测内部温度，太阳能加热装置吸收太阳的热量将装置内的水加热储存在集水箱，当温度传感器监测到发酵罐内的温度过低时，控制***控制高压泵将集水箱内被加热的水泵入发酵罐的加热层中，加热后的水再回到太阳能加热装置进行加热，形成循环，通过加热层使发酵罐内的温度升高，保证发酵所需温度，在发酵过程当产生结壳现象时，控制***控制电机带动搅拌器对发酵罐内的物料进行搅拌，提高发酵效率，电机通过蓄电池供电，蓄电池通过太阳能发电板供电。
所述的太阳能加热装置中使用的介质为水。
所述的进水管道与排水管道设置在发酵罐两侧。
本发明的有益效果是：
（1）在沼气发酵过程中，温度对沼气发酵程度以及产气量有很大的影响，所以控制发酵罐内的温度十分重要，本发明中利用太阳能的热量为发酵装置供热，本发明中设置了一台太阳能加热器，并且在发酵罐外侧设置了一层加热层，通过太阳能加热器将水加热人后输送到加热层中进行换热，从而提高发酵罐内的温度，换热后的水回流到太阳能加热装置再次加热，形成一个循环，有效利用了太阳能，节约了能源，同时采用加热层的形式使发酵罐内受热均匀，提高发酵罐内的发酵速度。
（2）本发明中在发酵罐内设置了螺旋搅拌器，螺旋搅拌器由电机带动，电机通过蓄电池供电，蓄电池储存太阳能发电板所产生的电能，通过太阳能为搅拌装置供给能源，节约了资源，同时不需要使用大型搅拌机器，降低成本，在物料取出时，螺旋搅拌器可以推送物料，方便物料的清除，提高发酵的效率。
附图说明
图1为本发明太阳能辅助沼气发酵装置的构造示意图。
其中，1、太阳能发电板；2、蓄电池；3、电机；4、发酵罐；5、排水管道；6、高压泵；7、进水管道；8、集水箱；9、太阳能加热装置；10、加热层；11、保温层；12、轴套；13、螺旋搅拌器；14、温度传感器。
具体实施方式
一种太阳能辅助沼气发酵装置，包括发酵罐4，所述的发酵罐4外侧设置有加热层10，加热层10外侧为保温层11，发酵罐4底部设置有螺旋搅拌器13，螺旋搅拌器13与发酵罐4外壁之间设置有轴套12，螺旋搅拌器13与电机3通过带传动相连接，电机3上方为蓄电池2，蓄电池2上方为太阳能发电板1，发酵罐4右侧设置有太阳能加热装置9，太阳能加热装置9上方为集水箱8，集水箱8通过进水管道7和排水管道5与加热层10相连接，排水管道5中设置有高压泵6，发酵罐4内壁上设置有温度传感器14。一种太阳能辅助沼气发酵装置的应用方法是：在发酵过程中，通过发酵罐4内壁的温度传感器14检测内部温度，太阳能加热装置9吸收太阳的热量将装置内的水加热储存在集水箱8，当温度传感器14监测到发酵罐4内的温度过低时，控制***控制高压泵6将集水箱8内被加热的水泵入发酵罐4的加热层10中，加热后的水再回到太阳能加热装置9进行加热，形成循环，通过加热层10使发酵罐4内的温度升高，保证发酵所需温度，在发酵过程当产生结壳现象时，控制***控制电机3带动搅拌器13对发酵罐内的物料进行搅拌，提高发酵效率，电机3通过蓄电池2供电，蓄电池2通过太阳能发电板供电。所述的太阳能加热装置9中使用的介质为水。所述的进水管道7与排水管道5设置在发酵罐4两侧。
Claims (4)
1.一种太阳能辅助沼气发酵装置，包括发酵罐（4），所述的发酵罐（4）外侧设置有加热层（10），加热层（10）外侧为保温层（11），发酵罐（4）底部设置有螺旋搅拌器（13），螺旋搅拌器（13）与发酵罐（4）外壁之间设置有轴套（12），螺旋搅拌器（13）与电机（3）通过带传动相连接，电机（3）上方为蓄电池（2），蓄电池（2）上方为太阳能发电板（1），发酵罐（4）右侧设置有太阳能加热装置（9），太阳能加热装置（9）上方为集水箱（8），集水箱（8）通过进水管道（7）和排水管道（5）与加热层（10）相连接，排水管道（5）中设置有高压泵（6），发酵罐（4）内壁上设置有温度传感器（14）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助沼气发酵装置的应用方法是：在发酵过程中，通过发酵罐（4）内壁的温度传感器（14）检测内部温度，太阳能加热装置（9）吸收太阳的热量将装置内的水加热储存在集水箱（8），当温度传感器（14）监测到发酵罐（4）内的温度过低时，控制***控制高压泵（6）将集水箱（8）内被加热的水泵入发酵罐（4）的加热层（10）中，加热后的水再回到太阳能加热装置（9）进行加热，形成循环，通过加热层（10）使发酵罐（4）内的温度升高，保证发酵所需温度，在发酵过程当产生结壳现象时，控制***控制电机（3）带动搅拌器（13）对发酵罐内的物料进行搅拌，提高发酵效率，电机（3）通过蓄电池（2）供电，蓄电池（2）通过太阳能发电板供电。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助沼气发酵装置，其特征在于：所述的太阳能加热装置（9）中使用的介质为水。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助沼气发酵装置，其特征在于：所述的进水管道（7）与排水管道（5）设置在发酵罐（4）两侧。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180320 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |